评介Smith等的热河群^(40)Ar-^(39)Ar同位素测年结果

对Ｓｍｉｔｈ等１９９５年热河群４０Ａｒ－３９Ａｒ同位素测年工作的背景以及各样品的采样地点、层位与测年目的等作了补充介绍．由于Ｓｍｉｔｈ等的论文中将３组后期火山岩的测年结果分别误解为义县组下部与上部地层的同位素年龄，因而整体上混淆了义县组不同层位的测年结果．Ｓｍｉｔｈ等１９９５年发表的６组样品的测年数据实际上至少代表了４个与热河群义县组相关层位的４０Ａｒ－３９Ａｒ同位素年龄：１２２．９±０．３Ｍａ（凌源大新房子沉积层下伏火山岩）、１２２．１±０．２～１２２．５±０．３Ｍａ（凌源二十里堡沉积层）、１２１．５±０．９～１２１．６±０．５Ｍａ（义县金刚山沉积层上覆火山角砾岩）、１２０．８±０．４～１２１．４±０．７Ｍａ（后期火山岩）。

^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术的发展及其在青藏高原生长演化研究中的应用

^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术是一种在K/Ar同位素定年法基础上发展出来的另一种同位素定年方法,利用在核反应堆中对含钾样品进行快中子照射,达到使^(39)K衰变成^(39)Ar,测定^(40)Ar/^(39)Ar比值来计算样品的年龄。随着现代稀有气体同位素分析新技术研究的迅速发展,含钾样品的^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术依靠其高准确性和高精度,已经发展成为当今最先进可靠和最具主要价值的岩石矿物同位素定年技术手段之一,从而被人们广泛地应用于各种重要的地质事件的精确定年,并为地质年代表提供“金钉子”般的年龄制约。首先总结了^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年技术的发展历史、原理、样品处理分析等,然后重点阐述了应用^(40)Ar/^(39)Ar法这一同位素定年技术在青藏高原生长演化研究中如何解决关键性的科学问题,最后对同位素定年技术的发展作出了展望。

^(40)Ar-^(39)Ar同位素测年方法及其应用

40Ar-39Ar测年法的出现,为同位素地质年代学开辟了一个新的领域;但过剩氩的存在、年龄谱的分析方法,又制约着地质事件的年龄解释。在介绍该方法的原理、校正、年龄谱的分析和应用及过剩氩问题等方面内容的基础上,结合阿尔金断裂研究实例,对该断裂中的新生矿物进行了40Ar-39Ar测年,进而确定了阿尔金断裂走滑活动的年龄。

北山地区南金山金矿床的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学及其流体包裹体特征

本文对甘肃北山地区肃北县南金山金矿床的成矿年代学和成矿流体进行了系统研究。40Ar-39Ar同位素测年结果表明,南金山金矿石中绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为242.8±0.8Ma,相当于印支早期,略晚于南金山金矿床附近闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄(244.2±0.3Ma),这表明印支早期闪长岩对南金山金矿床的形成起着重要的控制作用。流体包裹体研究表明,成矿流体的形成温度主要为160～240℃,属于中低温范围;成矿流体的盐度变化于0.88%～11.81%(NaCleq),并主要集中在6%～7%(NaCleq)之间,属于中低盐度范围;估算的成矿压力集中在100～160MPa。成矿过程中可能存在高盐度流体与低盐度流体的混合。结合前人研究成果,南金山金矿床应该属于与侵入岩有关的中低温热液型金矿床。

甘肃厂坝—李家沟超大型铅锌矿床成因与成矿背景——矿床地质、矿物元素地球化学和^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学证据

厂坝—李家沟铅锌矿床位于甘肃西成多金属矿集区北部、吴家山背斜北翼,矿体主要赋存于中泥盆统安家岔组海相碳酸盐-碎屑岩建造体系中。矿床地质特征研究表明,厂坝—李家沟铅锌矿床成矿可划分为沉积和接触交代热液两期,后者又分为干矽卡岩、湿矽卡岩、石英-硫化物和碳酸盐岩4个阶段。矿石矿物元素分析和蚀变矿物绢云母的^(40)Ar-^(39)Ar测年实验结果表明:沉积期黄铁矿(Py_(1))As质量分数和S/Fe(原子比)值出现完全相反的分布趋势,说明As主要以类质同象取代S,富集在沉积的黄铁矿晶格内;根据黄铁矿(Py_(1))的S/Fe值(2.009~2.059,平均为2.037)、闪锌矿(Sp_(1))的S/Zn值(1.059~1.101,平均为1.079)与Fe的质量分数(1.56%~3.64%,平均为2.56%),说明沉积成矿过程富硫(S^(2-))、锌(Zn^(2+))而贫铁(Fe^(2+))。总体表明沉积成矿期成矿环境为低还原硫浓度,细菌通过还原硫酸盐而成矿。接触交代热液早期浸染状黄铁矿(Py_(2))的S/Fe值(1.982~1.997,平均为1.993)与脉状成矿阶段黄铁矿(Py_(3))的S/Fe值(1.951~2.012,平均为1.989)相比,以及脉状闪锌矿(Sp_(2))的S/Zn值(1.118~1.215,平均为1.160)、Fe的质量分数(4.28%~8.44%,平均为6.43%)与浸染状闪锌矿(Sp_(3))的S/Zn值(1.128~1.243,平均为1.179)、Fe的质量分数(5.39%~7.57%,平均为6.40%)对比相结合,推断接触交代热液期为高硫逸度的高温流体,伴生流体混合作用经过降温过程而成矿。结合沉积期赋矿地层时代和本次获得热液蚀变绢云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄((190.5±2.2)Ma),进一步揭示晚古生代中泥盆统海相沉积周期性变化可能是导致该矿床韵律型层状矿体发育的主要因素,而中生代早侏罗世岩浆作用是导致块状、脉状矿体发育的关键因素。

山西中条山地区篦子沟、南河沟铜矿云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素年龄及其对成矿构造背景的约束

篦子沟、南河沟铜矿床位于华北克拉通中部造山带南缘,是山西中条山地区胡篦型铜矿的典型代表,因严格受地层控制,呈层状、似层状产出,也被认为是沉积岩型层状铜矿床。这些矿床的成矿年龄仍未被精确测定,成矿时代长期存在争议。在矿床学研究的基础上,对篦子沟、南河沟铜矿内与矿化有关的蚀变黑云母开展了高精度的^(40)Ar-^(39)Ar测年。获得篦子沟铜矿床黑云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为1825±13 Ma(MSWD=8.86),对应的等时线年龄为1820±13Ma(MSWD=5.67),反等时线年龄为1820±13 Ma(MSWD=5.63);南河沟黑云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为1861±14 Ma(MSWD=8.17),对应的等时线年龄为1864±16 Ma(MSWD=8.31),反等时线年龄为1865±16 Ma(MSWD=8.47)。2个矿床的成矿年龄在误差范围内一致,表明胡篦型铜矿热液期矿化年龄限定在1850 Ma左右。此年龄与中部造山带约1.85 Ga峰期变质和退变质作用时间一致,综合已有研究成果推测,该期成矿事件与碰撞造山事件耦合。区域上,在侵入中条群的基性岩内发育含矿石英脉,对脉内与硫化物伴生的白云母进行^(40)Ar-^(39)Ar定年,获得其坪年龄1851±13 Ma(MSWD=7.47),对应的等时线年龄为1844±19 Ma(MSWD=7.30),反等时线年龄为1844±19 Ma(MSWD=7.28),说明基性岩内的含矿石英脉与矿区内的热液期矿化为同一地质事件的产物,印证了碰撞造山过程中产生的变质流体广泛作用于区域各地质体,且影响范围广泛。

湘东锡田垄上锡多金属矿床^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年研究

垄上锡多金属矿床是湘东锡田锡矿田中的一个大型矿床,矿体赋存在锡田复式花岗岩体与泥盆系中统棋梓桥组的接触带中。笔者以白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年方法,精确厘定了该矿床的形成时间。结果表明:垄上矿床2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(155.6±1.3)Ma、(157.2±1.4)Ma,等时线年龄分别为(155.4±1.7)Ma(MSWD=0.74)、(156.5±1.7)Ma(MSWD=1.4),与该矿田中的荷树下锡多金属矿床的成矿年龄(150Ma)在误差范围内一致,也与锡田复式岩体早期花岗岩侵入时间(151～165Ma)吻合。因此得出以下认识:湘东锡田地区主要锡多金属矿床的成矿年龄为150～160Ma;成矿作用与区内的锡田复式花岗岩体关系密切,它们都是华南燕山早期大规模成岩成矿作用高峰期的产物。

内蒙古锡林郭勒晚新生代熔岩台地^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

内蒙古锡林郭勒盟达里诺尔与阿巴嘎新生代大规模熔岩溢流火山作用形成数千平方千米的熔岩台地。本文利用^(40)Ar/^(39)Ar年代学测试技术以及ALOS-DEM数据研究熔岩台地时空分布规律。达里诺尔与阿巴嘎火山作用早期都有大规模熔岩溢流形成熔岩台地,晚期单成因火山作用形成零散分布的火山渣锥。贝力克牧场平顶山高低两级熔岩台地分别形成于~2.5Ma和~1.1Ma,阿巴嘎火山群熔岩台地形成于约6.2~7.5Ma。本文提出区域剥蚀模型解释在火山群边缘常见的多级熔岩台地的成因。火山作用与当地特殊气候引发的区域剥蚀共同作用造成多级熔岩台地地貌。

40Ar-39Ar同位素定年方法研究进展

40Ar-39Ar同位素定年法是由K-Ar法发展而来,通过将39K利用快中子辐照衰变成39Ar,测量40Ar*/39Ar来获得年龄值。经过长期发展,该方法的测试技术逐渐成熟,其中气体提取发展为常规阶段升温法、激光显微探针法以及真空压碎流体包裹体法;气体纯化主要有冷阱去除法、钛泵吸附法、锆铝泵吸附法;气体测试的质谱仪也在灵敏度、分辨率、背景值等技术指标上有很大提高。40Ar-39Ar同位素定年法在石油、固体矿产等方面应用广泛,尤其在油气成藏时间、成岩成矿作用时间的热年代学研究等领域。

国内外年轻火山岩K-Ar、^(40)Ar-^(39)Ar测年的新进展

用K -Ar和4 0 Ar- 39Ar方法测定年轻火山岩年龄的技术关键在于如何有效规避过剩氩的影响和提高放射成因氩的相对含量。通过去除火山岩中可能含过剩氩的成分、选取样品中高钾成分作为测量对象、在实验中合理去气等措施 ,完全可以准确测定几万a至几千a期间的火山活动年龄。例如Renne等利用4 0 Ar - 39Ar法测定意大利威苏威火山公元 79年大喷发的熔岩年龄为距今(192 5± 94 )a ,与历史记载惊人的一致 ;Gillot等人测定Roccamonfina火山的白色粗面质凝灰岩(WTT)中透长石的4 0 Ar- 39Ar年龄为 32 8～ 333ka ,与透长石和黑云母的K -Ar年龄一致。

激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年

已有 5 0年历史的K Ar定年法 ,由于过剩Ar和Ar丢失的普遍发现 ,使其最广泛的应用面临着严重挑战。40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法是常规K Ar定年法的发展 ,它克服了常规K Ar定年法的一些局限 ,又可以测定岩浆构造热事件。激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年法是在 2 0世纪末把聚焦激光束应用在40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法中而发展起来的一种定年方法。它既具有常规K Ar定年法和40Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法的所有优越性 ,又把定年引入微观领域。特别是在 2 0世纪的最后几年 ,以激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年方法的完善和精度的提高为标志 ,把K Ar年代学研究推向了一个新的里程碑。微区微量高精度高分辨定年 ,把定年时限扩展到人类历史范畴 ,精细的分析技术拓宽了年代学的应用范围 ,使之解决的地质问题更广泛和深入 ,并且开始冲击着地球科学中的某些热点和难点课题。

延边地区闹枝铜金矿床绢云母^(40)Ar-^(39)Ar测年及成矿时代探讨

闹枝矿床是延边地区著名的热液铜金矿床。为明确其成矿时代,进行了硫化物石英脉中的脉石矿物绢云母的^(40)Ar/^(39)Ar测年。实验测试获11组数据,坪年龄为(128.6±1.4)Ma,等时线年龄为(130±30)Ma。结合已有的相关成果,认为其应代表该矿床成矿作用的上限,略早于延边地区斑岩型铜金矿、浅成低、高硫化型金矿床,为中生代古太平洋板块向欧亚板块不同方向俯冲的产物。

豫西熊耳山地区沙沟银铅锌矿床成矿的^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

豫西沙沟、铁炉坪和蒿坪沟银铅锌矿构成秦岭地区最大的银矿集区,初步探明银金属储量约4000t。在这3个矿区中矿脉群受NE向断裂的控制,单个矿脉仅数厘米到数十厘米厚,但延长达数千米和延深数百米,矿石银品位极高,是一种罕见的工业性矿床。本次研究在沙沟矿区的近矿蚀变岩中选取绢云母和铬云母进行40Ar/39Ar年龄测定,获得坪年龄为(145.0±1.1)Ma和(147.0±1.5)Ma,相应的等时线年龄为(145.2±2.5)Ma和(147.6±2.3)Ma。这些年龄数据与熊耳山地区的三道庄—南泥湖钼钨矿成矿年龄基本相同,鉴于在沙沟矿区银铅锌矿脉于深部钼矿化越来越强以及在邻区可见到围绕中生代花岗岩体发育的斑岩型_矽卡岩型钼钨矿及外围的脉状和破碎带型铅锌银矿的矿化分带之现象,可以认为银铅锌与钼钨矿化属于同一成矿系统。

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩^(40)Ar-^(39)Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。

鲁东胶莱盆地青山组火山岩的^(40)Ar-^(39)Ar定年——以五莲分岭山火山机构为例

以五莲分岭山火山机构为例 ,运用高精度的4 0 Ar- 39Ar定年技术 ,对胶莱盆地青山组火山岩的形成年龄进行了精确测定。结果表明 ,青山组第一旋回中偏碱性富钾火山岩的形成年龄为10 9.9± 0 .6Ma ,第二旋回酸性流纹质火山岩形成年龄为 10 8.2± 0 .6Ma ,据此确定胶莱盆地青山组火山岩应为早白垩世岩浆活动的产物。根据该组火山岩在空间上具有自西向东年龄渐新的演变趋势 。

江西银山多金属矿床蚀变绢云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

江西银山矿床是一个与火山_次火山热液有关的多金属矿床。文章通过对该矿床九区与铜金矿化有关的蚀变英安斑岩和石英斑岩中绢云母的40Ar-39Ar快中子活化年龄测试,获得蚀变英安斑岩中绢云母的坪年龄和等时线年龄分别为(178.2±1.4)Ma和(179.6±2.9)Ma;蚀变石英斑岩中2件绢云母样品的坪年龄和等时线年龄分别为(175.4±1.2)Ma和(175.3±1.1Ma),(176.2±5.1)Ma和(176.6±3.3)Ma。这些数据表明,银山多金属矿床铜金矿化的成矿时代为175~180Ma。该成果的获得对于进一步认识德兴地区乃至华南地区中生代的地球动力学背景具重要意义。

新疆哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床^(40)Ar-^(39)Ar年龄及其地质意义

文章通过对哈密镜儿泉伟晶岩型稀有金属矿床中白云母的40Ar/39Ar同位素定年研究,测得该矿床的同位素年龄数据,其坪年龄为(243±2)Ma。这一结果显示,镜儿泉的含稀有金属伟晶岩脉是在印支期形成的,并且在形成之后没有再受到后期地质事件的影响。与阿尔泰成矿省相似,东天山在印支期也发生了伟晶岩型稀有金属的成矿作用。这表明,东天山地区的成矿演化与阿尔泰地区具有可比性,从而为2个地区的地质找矿指出了新的方向。

青藏高原北缘中生代伸展构造^(40)Ar/^(39)Ar测年和MDD模拟

沿着青藏高原北缘的阿尔金山脉东段 ,发育了长度大于 30 0km、EW走向的拉配泉断裂。中美合作阿尔金课题组的地质填图结果表明 ,该断层实际上是一条南倾的正断层 ,局部倾角可以低至 30°以下。沉积学和热年代学研究控制了拉配泉断裂的活动时代 :早—中侏罗统地层可以解释为断裂上盘的伸展盆地沉积 ;下盘岩石中钾长石40 Ar/ 3 9Ar测年和MDD模拟给出 2个阶段的冷却事件 ,早期事件出现在约 2 2 0～ 187Ma之间 ,晚期事件出现在早白垩世晚期 (约 10 0Ma)。早期事件代表了拉配泉断裂正断作用的主要阶段。

贵州烂泥沟金矿层状硅酸盐矿物及其^(39)Ar-^(40)Ar年代学研究

野外地质和室内光学显微镜、EPMA和XRD分析研究表明,贵州烂泥沟金矿矿石中存在4种不同成因的层状硅酸盐矿物(云母类),即碎屑成因白云母、成岩或变质成因水云母、基质热液蚀变交代成因伊利石和热液脉状充填成因绢云母。后两类矿物与金成矿过程中的热液蚀变有关,其中热液脉状充填绢云母形成于第四成矿阶段,其39Ar4-0Ar阶段升温测年法获得坪年龄为(194.6±2)Ma,代表了成矿末期热液蚀变的年龄,即成矿时代的上限。

桂东北水岩坝钨锡矿田白云母^(40)Ar-^(39)Ar年代学研究及其地质意义

水岩坝钨锡矿田位于桂东北姑婆山花岗岩体西南边缘,其成矿作用与姑婆山花岗岩体密切相关。为精确厘定其成矿年代,本文首次对烂头山矿床含钨石英脉中的白云母进行了40 Ar-39 Ar测年,获得白云母坪年龄为162.5±1.2 Ma,相应的等时线年龄为162.0±1.9Ma。表明其成矿年龄为162Ma左右,与姑婆山花岗岩体主体年龄一致,为燕山早期岩浆作用的产物。该成果为深入认识桂东北钨锡成矿年代学格架及成矿动力学背景提供了新的年代学证据。